La medición de campos magnéticos dentro de muestras solo ha sido posible indirectamente hasta ahora. Las orientaciones magnéticas se pueden escanear con luz, rayos X o electrones, pero solo en la superficie de los materiales. Los neutrones, por otro lado, penetran profundamente enla muestra y, gracias a su propia orientación magnética, puede proporcionar información precisa sobre los campos magnéticos en el interior. Hasta ahora, sin embargo, solo ha sido posible mapear de forma aproximada los dominios magnéticos alineados con neutrones, pero no los campos vectoriales direcciones y fuerzasde los campos magnéticos dentro de las muestras.
la polarización de giro es la clave
Un equipo dirigido por el Dr. Nikolay Kardjilov y el Dr. Ingo Manke en el HZB ahora ha desarrollado un nuevo método para medir las líneas de campo magnético dentro de muestras masivas y gruesas: para la tomografía de neutrones tensoriales, emplean filtros giratorios, aletas giratorias ypolarizadores de espín que permiten que solo los neutrones con espines mutuamente alineados penetren en la muestra. Cuando estos neutrones polarizados por espín encuentran un campo magnético en su interior, el campo excita los espines de neutrones para precesar, de modo que la dirección de la polarización del espín cambia, lo que permite llegar a conclusionesdibujado sobre las líneas de campo encontradas.
imagen 3D calculada con el nuevo algoritmo TMART
El método experimental recientemente desarrollado permite calcular una imagen tridimensional del campo magnético dentro de la muestra utilizando nueve escaneos tomográficos individuales, cada uno con una configuración de espín de neutrones diferente. Recientemente se desarrolló un algoritmo tensor matemático altamente complejo para este propósito.Dr. André Hilger en el HZB, bautizado como TMART.
Los expertos probaron y evaluaron el nuevo método en muestras bien entendidas. Posteriormente, pudieron mapear el complejo campo magnético dentro del cable superconductor por primera vez.
Líneas de flujo dentro de superdonductores
La muestra de plomo sólido, policristalino se enfrió a 4 Kelvin el plomo se convierte en superconductor por debajo de 7 Kelvin y se expuso a un campo magnético de 0,5 militesla. Aunque el campo magnético se desplaza desde el interior de la muestra debido al efecto Meissner,Sin embargo, las líneas de flujo magnético permanecen unidas a los límites de grano no superconductores de la muestra policristalina Estas líneas de flujo no desaparecen incluso después de que el campo externo se ha apagado, porque previamente han inducido corrientes dentro de los granos de cristal superconductores, que ahoramantener estos campos
"Por primera vez, podemos hacer que el campo del vector magnético sea visible en tres dimensiones en toda su complejidad dentro de un material masivo", dice el físico HZB Manke. "Los neutrones pueden penetrar simultáneamente materiales masivos y detectar campos magnéticos. Actualmente no hayotro método que puede lograr esto "
Aplicaciones de la investigación básica a la industria
La tomografía con tensor magnético no es destructiva y puede alcanzar resoluciones hasta el rango del micrómetro. Las áreas de aplicación son extremadamente diversas. Van desde el mapeo de campos magnéticos en superconductores y la observación de transiciones de fase magnética, hasta el análisis de materiales, quetambién es de gran interés para la industria: las distribuciones de campo en motores eléctricos y componentes metálicos se pueden mapear y los flujos de corriente en baterías, celdas de combustible u otros sistemas de propulsión se pueden visualizar con este método.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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